Question

一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物（如CO、CH₄等）为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学．工业上常用天然气和水蒸气或二氧化碳经高温催化反应得到CO和H₂，得到的CO和H₂的混合气被称为合成气．如图为利用合成气合成新型燃料二甲醚（CH₃OCH₃）及冶炼铁的部分生产过程．
（1）二甲醚与酒精（C₂H₅OH）的化学式组成    （选填“相同”或“不相同”）．二甲醚在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水得化学反应方程式为    ．若在二甲醚火焰上放一白瓷板，可观察到白瓷板上有    ．
（2）还原反应室内发生的化学反应（赤铁矿中杂质不参加反应）共有    个，若还原反应室利用甲烷完全燃烧维持高温，则还原反应室所得产品    （选填“属于”或“不属于”）生铁．
（3）写出催化反应室中发生的化学反应方程式    （任写一个）．上述生产过程中，可参与循环的物质有    、    ．
（4）绿色化学的特点之一是“零排放”，即反应物原子全部进入到需要的产品中．由合成气制备二甲醚的反应    （选填“符合”、或“不符合”）这一特点．
（5）上述生产过程中所得合成气中CO和H₂的质量比不可能是    ．
A、14：3       B、7：1      C、14：5     D、28：5．

Answer 1

【答案】分析：（1）比较二甲醚与酒精的化学式的原子的种类及个数；根据二甲醚燃烧的反应写出反应的方程式，根据二甲醚燃烧的产物分析实验的现象；
（2）根据还原反应室内物质的性质分析发生的反应；若还原反应室利用甲烷完全燃烧维持高温，则还原反应室所得产品不含碳；
（3）根据催化反应室中发生的反应写出反应的方程式，根据利用合成气合成新型燃料二甲醚（CH₃OCH₃）及冶炼铁的部分生产过程分析参与循环的物质；
（4）根据生产合成器内的反应分析CO和H₂的质量比的范围．
解答：解：（1）由二甲醚与酒精的化学式中原子的种类及个数相同可知，二甲醚与酒精（C₂H₅OH）的化学式组成相同；二甲醚在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的方程式为：CH₃OCH₃+3O₂2CO₂+3H₂O；由于二甲醚燃烧的产物中有水．所以，若在二甲醚火焰上放一白瓷板，可观察到白瓷板上有水珠；
（2）还原反应室内发生的化学反应有氢气、一氧化碳和氧化铁的两个反应．若还原反应室利用甲烷完全燃烧维持高温，则生成的铁中不含有碳，不属于生铁；
（3）在催化反应室中水蒸气与甲烷催化重整得到氢气和一氧化碳，化学反应方程式为：CH₄+H₂OCO+3H₂；由生产过程中可知，可参与循环的物质有CO₂、H₂O；
（4）合成气制备二甲醚的反应物中的原子全部转化为生成物中，符合零排放的特点；
（5）由生产过程中发生的反应可知，在CH₄+H₂OCO+3H₂，生成CO和H₂的质量比为28：6=14：3；在CO₂+CH₄2CO+2H₂，生成CO和H₂的质量比为56：4=14：1．所以，上述生产过程中所得合成气中CO和H₂的质量比在14：1和14：3之间．所以，不可能是AC．
故答为：（1）相同，CH₃OCH₃+3O₂2CO₂+3H₂O，水珠；（2）2，不属于；（3）CH₄+H₂OCO+3H₂，CO₂，H₂O；（4）符合；（5）AC．
点评：本题解题的关键是根据题干提供的信息，找出反应物、生成物，写出反应的方程式，再根据方程式进行有关问题的分析与判断．